【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 /cm3 25 移模行程 /mm 210 螺桿直徑 /mm 25 最大模具厚度 /mm 110 注射壓力 /Mp 200 最小模具厚度 /mm 220 鎖模力 /KN 200 噴嘴球半徑 /mm 10 拉桿內(nèi)間距 /mm 242x187 噴嘴口孔徑 /mm 2 頂出行程 /mm 55 頂出力 /KN 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是指凝料熔體從注射機(jī)噴嘴射出后到達(dá)型腔之前在模具內(nèi)流 經(jīng)的通道。澆注系統(tǒng)分為普通流道的澆注系統(tǒng)和熱流道的澆注系統(tǒng)兩大類。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是注射模具設(shè)計(jì)的一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)，它對(duì)獲得優(yōu)良性能和理想外觀的塑料制件以及最佳的成型效率有直接的影響。 該模具采用普通流道澆注系統(tǒng)，普通澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。 主流道設(shè)計(jì) 主流道的形狀和尺寸最先影響著塑料熔體的流動(dòng)速度及填充時(shí)間，必須使熔體的溫度降低和壓力降最小，且不損害其把塑料熔體輸送到最 “ 遠(yuǎn) ” 位置的能力。 在臥式注射機(jī)上使用的模具中，主流道垂直于分型面，為使凝料能從其中順利拔出 ， 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 14 需設(shè)計(jì)成圓錐形，錐角為 2176。 — 6176。 。 （ 1） 主流道尺寸 根據(jù)所選注塑機(jī)，主流道小端尺寸為 d = 注塑機(jī)噴嘴尺寸 +（ 1） = + = mm 主流道球面半徑為 SR = 噴嘴球面半徑 + （ 1～ 3） = 10 + 3 = 13 mm (2)主流道襯套形式 主流道部分在成型過程中，其小端入口處與注射機(jī)噴嘴及一定溫度、壓力的塑料熔要冷熱交換地反復(fù)接觸，屬易損件，對(duì)材料要求較高，因而模具的主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的襯套式（俗稱澆口套），以便有效地選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理。一 般采用碳素工具鋼如 T8A、 T10A 等，熱處理要求淬火 53 ～ 57 HRC。主流道襯套應(yīng)設(shè)置在模具對(duì)稱中心位置上，并盡可能保證與相聯(lián)接的注射機(jī)噴嘴同一軸心線。本設(shè)計(jì)雖然為小型模具，但為了便于加工和縮短主流道長(zhǎng)度，襯套和定位圈還是設(shè)計(jì)成分體式其零件圖如圖 所示 圖 主流道襯套零件圖 （ 3） 主流道凝料體積 2 3 33 . 2 4 . 82= L = ( ) 1 9 2 3 8 . 6 4 0 . 2 44 4 2d m m c m?? ? ? ? ?主q 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 15 （ 4） 分流道凝料體積 2 2 3= q + q = = + 1 3 5 8 + + 1 2 7 2 3 . 3 5 cm??? ? ? ? ?分 分 1 分 2q （ ） （ ） （ 5） 零件體積 通過零件三維圖，在 PROE 中計(jì)算可得 零件體積為 3cm 分流道設(shè)計(jì) 該模具為一模 四 腔的結(jié)構(gòu)，應(yīng)設(shè)置分流道。分流道的設(shè)計(jì)應(yīng)能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，使塑料熔體盡快地流經(jīng)分流道充滿型腔，并且流動(dòng)過程中壓力損失及熱量損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地分配到各個(gè)型腔。 因此，采用平衡式分流道，分流道的各尺寸如圖 圖 分流道布置形式 圖 分流道的形狀及尺寸 （ 1）分流道截面形狀 常用分流道的截面面形狀有圓形、梯形、 U字形和六角形等。要減少流道內(nèi)的壓力損失，則希望流道的截面積大，流道的表面積小，以減少傳熱損失，因此可用流道的截面積與周長(zhǎng)的比值來表示流道的效率。圓形截面效率最高（即比表面最?。?，由于正方形流道凝料脫模困難，實(shí)際使用側(cè)面具有斜度為 5176。 ～ 10176。 的梯形流道。淺矩形及半圓形截面流道，由于其效率低（比表面大），通常不采用，當(dāng)分型面為平面時(shí)，可采用梯形或 U字型截面的分流道。 從上述分析，為了減少流道的熱量 損失考 慮到流道的效率，該模具分流道截面采用 U 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 16 型截面。 （ 2）分流道截面尺寸 分流道的截面尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的成形體積、塑件壁厚、塑件形狀、所用塑料的工藝性能、注射速率以及分流道的長(zhǎng)度等因素來確定。 其截面尺寸如圖 所示 (3)分流道表面質(zhì)量 由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動(dòng)狀態(tài)較為理想，因此分流道的內(nèi)表面粗糙度 Ra 并不要求很低，一般取 ～ ，這樣表面稍不光滑，有助于增大塑料熔體的外層流動(dòng)阻力。避免熔流表面滑移，使中心層具有較高的剪切速率。 冷料穴和拉 料桿的設(shè)計(jì) 冷料 穴 作用： 貯存冷料， 因兩次注射間隔產(chǎn)生的冷料及熔體流動(dòng)的前鋒冷料， 防止熔體冷料進(jìn)入型腔。臥式或立式注射機(jī)用模具的冷料穴，一般在主流道正對(duì)面的動(dòng)模 上，直徑宜稍大于主流道大端直徑，以利冷料流入。 本模具采用采用帶球頭拉料桿的冷料井，這是一種常用的冷料穴。塑件成型后，穴內(nèi)冷料與拉料桿的鉤頭搭接在一起，拉料桿固定在推桿固定 板上。開模時(shí)，拉料桿通過鉤頭拉住穴內(nèi)冷料，使主流道凝料脫出定模，然后隨推出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，將凝料與塑件 一起推出動(dòng)模。取塑件時(shí)須朝鉤頭的側(cè)向稍許移動(dòng)，即 可將塑件與凝料一起取下 。冷料穴及拉桿形狀如圖 所示。 1— 澆口套； 2— 拉料桿； 3— 動(dòng)模板 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 17 圖 球頭拉料桿的冷料穴 澆口的選擇 澆口也稱 進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的通道，除直接澆口外，它是澆注系統(tǒng)中 尺寸最小的部分，但卻是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的位置、形狀及尺 寸對(duì)塑件性能和質(zhì)量的影響很大。 澆口的作用是使從流道來的熔融塑料以較快的 速度進(jìn)入并充滿型腔，型腔充滿塑料以后，澆口應(yīng)按要求迅速冷卻封閉，防止還 未冷卻的熔體回流。 澆口的位置、 數(shù)量、 形狀、 尺寸等是否適宜直接影響到產(chǎn)品外觀、 尺寸精度、 物理性能和成型效率。澆口過小：易造成充填不足 (短射 )、收縮凹陷、熔接痕等 外觀上的缺陷 ,且成型收縮會(huì)增大。澆口過大：澆口周圍產(chǎn)生過剩的殘余應(yīng)力 , 導(dǎo)致產(chǎn)品變形或破裂 ,且澆口的去除加工困難等。 經(jīng)綜合考慮本次設(shè)計(jì)，澆口采用點(diǎn)澆口，它具有如下優(yōu)缺點(diǎn)： 點(diǎn)澆口，又叫橄欖形澆口，是一種截面尺寸特別小的圓形截面澆口。其優(yōu)缺點(diǎn)分別如下： 優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 點(diǎn)澆口的位置選擇可根據(jù)工藝要求而定，對(duì)制品外觀質(zhì)量影響較小。 （ 2） 熔體通過截面積很小的澆口時(shí)流速增高，摩擦加劇，熔體溫度升高，流動(dòng)性增加，這樣能獲得外形清晰、表面光澤的塑 件。 （ 3） 由于澆口截面積小，開模時(shí)澆口可自動(dòng)拉斷，有利于自動(dòng)化操作。 （ 4） 由于澆口在拉斷時(shí)用力較小，因此，制品在澆口處的殘余應(yīng)力較小。 （ 5） 澆口處熔體凝固較快，可減少模內(nèi)剩余應(yīng)力，又利于制品脫模。 缺點(diǎn)： （ 1） 壓力損失大，對(duì)塑件的成型不利，也要求提供較大的注射壓力。 （ 2） 模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般要采用三板式模具（雙分型面模具） . （ 3） 對(duì)于大型塑件，采用一個(gè)點(diǎn)澆口易產(chǎn)生翹曲變形，可采用多個(gè)澆口同時(shí)送料 4 422( 0 .0 5 ~ 0 .0 8 ) ( 0 .0 5 ~ 0 .0 8 ) 0 .6 23 8 0 3d m mA ?? ? ?? 式中， d 為點(diǎn)澆口直徑， mm。? 為塑件在澆口處的壁厚， mm； A為型腔表面積， 2mm 。 取 d = 1mm,現(xiàn)加工出 ，澆口長(zhǎng)度為 1mm，為防止拉斷澆口凝料時(shí)損壞制品表面，在澆口與制品連接處采用高 、錐角 6090度的錐度過渡。 澆口的位置 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 18 澆口位置的選擇對(duì)塑件質(zhì)量的影響極大。選擇澆口位置時(shí)應(yīng)遵循如下原則： （ 1） 避免塑件上產(chǎn)生缺陷； （ 2） 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件截面最厚處； （ 3） 有利于塑料熔體的流動(dòng)； （ 4） 的利于型腔的排氣； （ 5） 考慮塑件受力情況； （ 6） 增加熔接痕牢度； （ 7） 流動(dòng)定向方位對(duì)塑件性能的影響； （ 8） 澆口位置和數(shù)目對(duì)塑件變形的影響； （ 9） 校核流動(dòng)比； （ 10） 防止型芯或嵌件擠壓位移或變形。 此外，在選擇澆口位置和形式時(shí)，還應(yīng)考慮到澆口容易切除，痕跡不明顯，不影響塑件外觀質(zhì)量，流動(dòng)凝料少等因素。 綜上所述，澆口選者在齒輪軸較短端的軸端處。 成型零部件的設(shè)計(jì) 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是指構(gòu)成模具型腔的零件，通常有凹模、型芯、各種成形桿和成形環(huán)。 注射模具的成型零件是指構(gòu)成模具型腔的零件，通常包括了凹模 、型芯、成型桿等。凹模用以形成制品的外表面，型芯用以形成制品的內(nèi)表面，成型桿用以形成制品的局部細(xì)節(jié)。成形零件作為高壓容器，其內(nèi)部尺寸、強(qiáng)度、剛度，材料和熱處理以及加工工藝性，是影響模具質(zhì)量和壽命的重要因素。 分析零件可知，本套模具在設(shè)計(jì)的過程中，只有凹模，沒有凸模的設(shè)計(jì)，從選擇的分型面可知，模具型腔可分為定模型腔和動(dòng)模型腔。 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模 也稱型腔，是成型塑件外形輪廓的模具零部件，按其結(jié)構(gòu)不同可分為整體式和組合式兩類。 整體式凹模的特點(diǎn)是凹模的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單牢固，強(qiáng)度高，成型的塑件質(zhì)量好 ?？墒菍?duì)于形狀相對(duì)復(fù)雜的凹模，那么它的加工工藝性較差，而且凹模受損后維修也很困難。因此在先進(jìn)的型腔加工機(jī)床尚未應(yīng)用和普遍之前，整體式凹模緊緊適用于小型且形狀簡(jiǎn)單的塑件的 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 19 成型。一般用在形狀簡(jiǎn)單的中小型模具上。 組合式凹模不僅是為了機(jī)械加工、拋光、研磨和熱處理的需要，更重要的是這種結(jié)構(gòu)能滿足大型塑件的成型凸凹形的需要。其優(yōu)點(diǎn)就是簡(jiǎn)化了復(fù)雜凹模的加工的工藝減少了熱處理的變形，也有利于排氣，便于模具的維修，節(jié)約了成本。 由于制件是一個(gè)帶軸的齒輪，且本套模具采用一摸四腔的結(jié)構(gòu)，為減少加工量，本套模具采用組合式結(jié)構(gòu)。 成型零件的鋼材選用 對(duì) 于模具鋼的選用，必需要符合以下幾點(diǎn)要求： （ 1） 機(jī)械加工性能良好。要選用易于切削，且在加工以后能得到高精度零件的鋼種。 （ 2） 拋光性能優(yōu)良。注射模成型零件工作表面，多需要拋光達(dá)到鏡面， Ra≤ 。要求鋼材硬度在 HRC35～ 40 為宜。過硬表面會(huì)使拋光困難。鋼材的顯微組織應(yīng)均勻致密，極少雜質(zhì)，無疵斑和針點(diǎn)。 （ 3） 耐磨性和抗疲勞性能好。注射模型腔不僅受高壓塑料熔體沖刷，而且還受冷熱溫度交變應(yīng)力作用。一般的高碳合金鋼可經(jīng)熱處理獲得高硬度，但韌性差易形成表面裂紋，不以采 用。所選鋼種應(yīng)使注塑模能減少拋光修模次數(shù)，能長(zhǎng)期保持型腔的尺寸精度，達(dá)到所計(jì)劃批量生產(chǎn)的使用壽命期限。 （ 4） 具有耐腐蝕性。對(duì)有些塑料品種，如聚氯乙稀和阻燃性的塑料，必須考慮選用有耐腐蝕性能的鋼種。 根據(jù)塑件表面質(zhì)量比較高決定模具表面質(zhì)量更高這一事實(shí)，再依照上述標(biāo)準(zhǔn)，故在設(shè)計(jì)成型零件 (凹模 )中選用 45。 定模型腔工作尺寸的計(jì)算 （ 1）齒輪型腔徑向尺寸計(jì)算 定模主要用來成型零件的齒輪，所以相對(duì)較為復(fù)雜，且對(duì)于齒輪型腔，目前尚無比較完善的方法，這里按下面所述的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。 經(jīng)測(cè)量，制件的模數(shù)為 ，齒數(shù)為 53，精度等級(jí)為 IT10 級(jí) 產(chǎn)品設(shè)計(jì)的參數(shù)如下： 齒頂圓直徑 * ) 22(e mmd m hz ??? 。 齒頂圓直徑公差 mm? ? 。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 20 分度圓直徑 2 1 .2 mmfd m z ?? 。 分度圓齒厚 m mm??? 分度圓齒厚公差 mm? ? 齒根圓直徑 mm? ? 齒根圓直徑公差 mm? 假設(shè)塑料各項(xiàng)收縮均勻，則齒輪型腔各部位的尺寸計(jì)算公式如下： 分度圓直徑： ( 1 ) 21 .2 07 21 .35fm f c pD d S m m? ? ? ? ? 齒頂圓直徑： 100 . 0 2 100 . 0 2 10[ ( 0 .5 ) (1 ) ][ ( 2 2 0 .0 4 2 ) (1 0 .0 0 5 5 ) ]2 2 .0 8e m e e CPD d Smm?? ???? ? ?? ? ?? 齒根圓直徑： 0. 0210. 02102[ ( ) (1 ) ]32[ ( ) (1 ) ]3ejm j e C PD d Smm?? ???? ? ?? ? ?? 分度圓齒厚 30 . 0 10 . 0 10[ ( 0. 5 ) ( 1 ) ][ ( 1. 25 6 0. 5 0. 04 ) ( 1 0. 00 55 ) ]m S CPA A Smm?? ???? ? ?? ? ? ?? 式中 1? —— 型腔齒頂圓制造公差， mm,取 2? —— 型腔齒根圓制造公差， mm,取 3? —— 型腔分度圓齒厚制造公差， mm,取 CPS —— 塑件品均收縮率， ； M —— 塑料齒輪模數(shù)； 齒輪型腔空間是一個(gè)齒數(shù)不變，模數(shù)為 M 的假想齒輪。他的溝槽是型腔的齒形。這個(gè)1214???2 14 J???3 14 S??? 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 21 假想齒